Kebanyakan zat memuai ketika dipanaskan.
Akan tetapi hal itu tidak berlaku untuk air pada rentang suhu 0oC
hingga 4oC. jika air dipanaskan pada rentang suhu ini, air tidak
memuai justru menyusut seiring kenaikan suhu. Di atas suhu 4oC, air
memuai jika dipanaskan. Perlaku aneh ini dinamakan sifat anomali air. Pada gambar
di atas menunjukkan volume yang ditempati 1 g air sebagai fungsi suhu. Nampak bahwa
volume air minimum terjadi pada suhu 4oC. karena massa jenis zat
berbanding terbalik dengan volumenya, maka massa jenis air maksimum terjadi 4oC.
air juga memuai saat membeku menjadi es. Itulah sebabnya es mengapung pada
permukaan air.
Sifat anomali air mempunyai efek penting
pada kehidupan hewan dan tumbuhan air selama musim dingin. Ketika suhu air
danau berada di atas 4oC dan mulai mendingin karena kontak dengan
udara dingin di atasnya, air di permukaan tenggelam karena mempunyai massa
jenis yang lebih besar dan digantikan oleh air yang lebih hangat di bawahnya. Proses
ini berlangsung sampai suhunya mencapai 4oC. Ketika suhu permukaan
turun menjadi kurang dari 4oC, massa jenis air di dekat permukaan
menjadi lebih kecil daripada massa jenis air yang lebih hangat di permukaannya.
Akibatnya aliran ke bawah berhenti dan air di dekat permukaan tetap terjaga
lebih dingin daripada air di bawahnya. Pada saat air di permukaan membeku, es
terapung karena mempunyai massa jenis yang lebih kecil daripada air. Air di
dasar tetap terjaga 4oC sampai seluruh air danau membeku.
Jika air berperilaku seperti zat lain,
penyusutan akan terjadi terus-menerus pada saat pendinginan dan pembekuan. Sehingga
air di dasar danau akan membeku terlebih dahulu. Sirkulasi akibat perubahan
massa jenis akan terus mengalirkan air yang hangat ke permukaan untuk
pendinginan secara efisien. Sehingga danau akan membeku dengan mudah. Tentu saja
hal ini akan membinasakan dengan segera seluruh kehidupan hewan dan tumbuhan
yang tidak tahan beku. Jadi, dengan adanya sifat anomali ini jarang air membeku
seluruhnya. Lapisan es di permukaan akan bertindak sebagai isolator untuk
mengurangi aliran kalor dari air ke udara dingin di atasnya. Sifat aneh air
tetapi menakjubkan ini memungkinkan adanya kehidupan di dasar danau pada
daerah-daerah yang mengalami musim dingin.
Sumber :
Ruwanto, Bambang. 2007. Asas-asas Fisika. Jakarta : Erlangga.
Kanginan, Marthen. 2006. Fisika untuk SMA Kelas X. Jakarta :
Erlangga.
0 komentar:
Posting Komentar